[01290642]优良醋酸菌菌株选育及食醋发酵新技术开发

该成果来自应用现代生物技术提升中国谷物醋品质与产率的合作研究（2014DFG32380）以及高产酸醋酸菌产酸及其遗传稳定性机制的国际合作研究（2015030809020368）,属于工程与技术学科领域。食醋是以淀粉、糖或酒精为原料,经AAB等微生物发酵而成的世界性调味品。成果申报成员针对食醋行业的问题开展系统研究,建成国内保藏AAB属种数量最多的机构;系统揭示食醋功能成分及其形成机理,开发高附加值产品。选育遗传稳定、无需营养盐且高产/耐酸A. pasteurianus并用于高酸度醋生产。发现2-甲基柠檬酸循环与AAB产/耐酸相关。发现食醋中的苯乳酸且分离到高产苯乳酸AAB FBFS97;构建了利用葡萄糖产苯乳酸AAB菌株。筛到高产棕色素 AAB FBFS97-2并成功改善液态醋颜色寡淡和风味不足等问题。国际合作提高了我国食醋的国际认可度和影响力。选育了高产/耐酸的A. pasteurianus AAB207,并首次揭示了2-甲基柠檬酸循环与醋酸菌的耐酸有关。 首次发现食醋广泛存在苯乳酸,并分离到可利用苯丙氨酸生产苯乳酸的醋酸菌,又首次构建了可利用葡萄糖生产苯乳酸的醋酸菌。 首次筛选到了高产棕色素的葡糖醋杆菌,并与高产酸醋酸菌混合发酵有效改善了食醋的色泽和风味。 系统揭示了食醋中功能成分及形成机理,并以发芽稻谷为原料研制生产高含γ-氨基丁酸的谷物醋。 查新也表明：上述国内外公开的相关文献及专利报道了与该查新项目类似的研究对象或技术方法,除委托项目课题组成员公开的专利及发表的文献外,国内外均未见与该查新项目以上技术特点相同的文献报道。 （1）遗传稳定、无需营养盐且高产/耐酸的A. pasteurianus菌株已用于HAV的生产。 （2）分离的产苯乳酸的AAB 菌株并用于生产。 （3）分离高产棕色素的 AAB 菌株并与高产酸的AAB菌株混合发酵,成功解决了液态发酵食醋颜色寡淡和风味不足等的缺陷。 （4）系统揭示了食醋中功能成分及其形成机理,开发了高含GABA等的高附加值食醋产品并用于生产。 （5）国际合作提高了我国相关研究和食醋产业的国际认可度和影响力。本成果研发的相关技术与产品,先后在山西老陈醋集团有限公司、山西紫林醋业股份有限公司、江苏恒顺集团有限公司、四川保宁醋有限公司、福建永春老醋醋业有限责任公司等我国食醋主要生产企业得到很好的推广和应用,取得了显著经济效益。 选育的产酸稳定、产酸快、无需昂贵营养盐的高产AAB菌株、高含健康功效成分的食醋以及产棕褐色素的AAB菌株分别在国内不同食醋生产企业进行投产应用。在菌株和食醋产品投入生产过程,成果完成单位通过工艺优化建立了不同菌株相对应的小试、中试生产工艺,且培训了企业的生产和技术人员,并对生产进行长期的跟踪调查,结果显示,这些菌株及开发的食醋产品在生产工艺较为稳定,食醋产品质量有了大的提升,可规模化的长期生产。通过技术转让,这些技术使企业在2015-2017年新增销售和利润总额,分别达到179943.30、23028.74万元。具有自主知识产权的AAB菌株的收集和整理在满足食醋及其一些功能性成分生产需求外,还可被扩展应用于农业、化工和医药等行业。成果的转化也将会提高人们的健康水平,我国食醋生产和管理的水平,以及食醋的知名度和认可度,同时也为我国食醋产业的提档升级以及企业生产和技术人员能力提升做出了积极贡献。随着人们健康意识的提高和食醋产品竞争力的提高,本成果技术转让的经济和社会效益将得到最大的彰显。 然而,本成果虽然我国谷物醋中富含多酚、黄酮、阿魏酸、川芎嗪和苯乳酸等功能成分,但是我们的研究还发现,我国谷物醋,特别是以传统工艺酿造的谷物醋中,还存在多种含量较高而结构和功能未知的成分,目前我们正开展相关研究。 另外,本成果虽然首次发现AAB能高产苯乳酸,并构建了1株能利用葡萄糖高产苯乳酸的AAB菌株FBFS97-aroGfbr,还首次选育到1株高产褐色素的AAB菌株FBFS97-2,为开发高附加值的AAB新产品奠定了基础,但还需要进一步开展基础和应用研究。 此外,在本成果成员和国内其他学者的共同努力下,虽然已极大地提高了我国AAB和食醋研究成果的国际知名度和影响力,但还需继续努力,以进一步扩大我国在相关研究领域的国际影响力,为提升我国“一带一路”战略和科技成果的国际影响力继续发挥更重要的作用。